由于湿陷性黄土中含有一些水分，当没有遇到水分侵蚀时就会有很大的强度，可是一旦遇到水分侵蚀，黄土强度就会减弱。而且有部分黄土受到重力和建筑物作用力的影响就会使得土壤结构被破坏，从而形成了湿陷性黄土。湿陷性黄土的处理方式一般都是用的预浸水法、强夯法、垫层法等，其实这种湿陷性地形在南水北调工程中就是很常见的，所以只有采取正确的处理方式才能将工程顺利完成，减少工程中不必要的损失。

 

　　一、湿陷性黄土的特性

 

　　众所周知，天然状态下低湿度的黄土一般具有较高的强度和较低的压缩性，但其中部分黄土一旦浸水甚至增湿时，土结构迅速破坏，并发生显著附加下沉，其强度大幅度骤降，变形大幅度突增，这一特性称为黄土的湿陷性，并称具此工程特性的黄土为湿陷性黄土。黄土的结构强度和欠压密状态是区别于一般土类的重要标志，黄土的湿陷变形也是一种非常特殊的变形，具有突变性、非连续性和不可逆性三大主要特征。

 

　　二、湿陷性黄土的危害

 

　　在湿陷性黄土分布地区，往往会给基本建设或其地岩土工程的实施带来意想不到的后果。首先，在工程建设前期的勘察阶段，需要增加大量的室内土工湿陷性试验，以尽量地将工程场地内黄土的湿陷性用湿陷系数、湿陷等级等物理力学性指标客观、准确地表达出来，为设计提供依据。而进入设计阶段以后，设计人员也需要首先考虑地基处理、基础类型、黄土湿陷性的消除等。这在无形中就增加了工作量，降低了效率。其次，对已建工程而言，如果对黄土的湿陷程度考虑不够，随着工程的投入使用和地下水位的变化、污水的排放等，土体的含水量会逐步增大，土体的变形也会越来越大，直至土体结构发生破坏。此时，会导致建筑物地基变形、基础拉裂、墙体裂缝，带来不可估量的损失。

 

　　三、湿陷性黄土地形处理方法

 

　　1、垫层法

 

　　在渠道工程湿陷性黄土地形中有一种很简单的处理方法就是垫层法，它主要就是将渠道中湿陷的部分黄土进行清除，然后再用灰土进行填充，这就是最基本的垫层。这种垫层的方法不仅能够减少湿陷的黄土部分，还可以让地基的变形情况有所好转，让渠道的承受能力逐渐增强。关于垫层的设计，要考虑到实际的情况而决定垫层的厚度、宽度、压力系数等等。用垫层的处理方式来解决湿陷性黄土的问题，就是为了有效的满足渠道对地基稳定性的把握，满足渠道工程发展的需求。

 

　　2、挤密桩法

 

　　挤密桩法适用于地下水位的湿陷性黄土，在实施这种方法时，一定要注意按照设计方案一步步的施行，比如说布置桩孔的位置，并且还要保证桩孔的成型，然后再将素土填入到黄土中含水量最丰富的位置，分层填充直到达到设计的高度为止。在实施挤密桩法的过程中会使得桩体对土地造成挤压的作用，而这种作用力正好可以增加土壤间的密度，让地基变得更加科学。

 

　　3、强夯法

 

　　强夯法主要就是使用一些重量级的重锤等对地基进行重击或振动，从而提高地基的压实度，让土壤减少液化振动。这种方法主要就是利用给地基加固的原理来实现的，强夯法在物理学中就是指的给地基增加一个冲击力量，使得土壤发生物理变化，这就是让土体结构发生变化的一种方式，并且这种方法还能让排水量以及触变慢慢有所改善。这种强夯法会提高地基的强度以及孔隙的密度

 

　　4、预浸水法

 

　　预浸水法就是指的在修建工程之前对湿陷性黄土进行大量的灌水，这灌水的原因就是可以让黄土在受到重力的同时也让湿陷紧密程度增大，这样就使得地基地陷的部分有所好转。这种预浸水法不仅可以将地基形变有效的减缓，提高地基的承受能力；而且还能让湿陷性黄土因受到重力影响的土地有所好转。而这种预浸水法一般适用在厚度比较大、湿陷性比较大的黄土地基，可是这种方法有一个不好的效果就是它容易让周围地基开始出现下沉开裂的情况，从而形成很多的空洞，而空洞跑水就会对建筑物造成很大影响，因此，这种方法就应该在比较空旷的地域使用，这样才能避免产生大量空洞的现象。

 

　　四、案例分析

 

　　1、工程概况

 

　　某水电站引水渠道中线干线施工标段全长14km，其中明渠13km，渠道为梯形断面，渠底宽14.5～19m，渠道内坡1：2.0～1：2.75，纵比降1/28000，采用渠坡厚10cm，渠底厚8cm的混凝土衬砌，需进行基础处理的湿陷性黄土渠段面积44万m2，划分为13个设计段，长6.6km，占明渠总长的51%。湿陷性中等以上的9个设计段，共5.54km，采用强夯法处理，湿陷性轻微的1个设计段，共0.31km，采用重夯法处理，距离村镇较近的3个设计段，共0.78km，采用土挤密桩处理。渠道湿陷性黄土渠段基础处理典型断面及强重夯夯点、土挤密桩桩位布孔如图1所示

 

　　图1湿陷性黄土渠段地基基础处理

 

　　2、技术要求

 

　　2.1强夯

 

　　处理范围超出渠道外坡脚线3m，分3遍完成，前2遍为点夯，第3遍满堂夯，每遍10击；前2遍夯击能2000kN·m，锤重20t，锤底面直径2.5m，夯点间距6.5m，落距10m，第1遍夯点正三角形布置，第2遍夯点在第1遍夯点之间布置，第3遍夯击能800kN·m，夯锤落距降低至4～6m。

 

　　2.2重夯

 

　　单击夯击能270kN·m，锤重3t，锤底面直径1.4m，处理范围超出渠道外坡脚线2m；一夯挨一夯布置，夯击3遍，累计夯击12次。

 

　　2.3土挤密桩

 

　　沉管成孔，等边三角形布置，桩长7.5m，桩径0.4m，桩中心距1.3m，处理范围超出渠道外坡脚线2m；桩内回填土的压实系数≥0.97，桩间土的最小挤密系数≥0.88，施工时由外向内顺序成桩。

 

　　3、施工背景及技术难点

 

　　3.1施工方案调整

 

　　施工前对拟处理渠段的黄土湿陷系数复查后发现多为轻微至中等湿陷性，湿陷深度2～6.5m。强夯第2遍完成后经抽样检测，发现绝大多数渠段湿陷性已消除，鉴于强夯第3遍夯击能较小、影响深度较浅，且其目的主要是整平前2遍夯击后的基础面，为合理优化施工，经与参建各方协商后将强夯第3遍满堂夯方案改为冲击压实机冲压方案，按照调整方案处理后的渠基不仅满足湿陷性检测要求，还节约了工期和成本，且此调整方案在重夯施工中也获得了成功。

 

　　调整后的施工顺序如下：场地平整→夯前取样检测→测放第1遍夯点→第1遍强夯施工→间歇21d→场地平整→测放第2遍夯点→第2遍强夯施工→场地平整→夯后间歇14d→6830型冲击压实机冲压20遍

 

　　3.1.1强夯（第1；2遍）

 

　　施工前选择≥400m2有代表性渠段进行现场生产性试验，在试验区内挖H=3m深的竖井探坑2个，试验区外挖H=5m深的竖井探坑1个，进行地质情况核对并取样检测了黄土干密度、含水率及湿陷系数。试验区第1遍夯击时全部21个夯点中有16个夯点出现夯击击数超过10击后仍不满足“最后2击的平均夯沉量≤50mm”收锤标准，有5个夯点未达10击就出现起锤困难现象。针对上述问题，参建各方召开专题会议研究后明确该问题的处理意见：对于最后2击平均夯沉量＞50mm的夯点要求每遍夯击次数增加至12击，针对夯坑过深引起的起锤困难问题，通过在夯坑内填筑碎石的办法解决。按照上述办法，经过2遍夯击后检测试验段土体各项指标为：湿陷系数最高值0.014，最低值0；湿密度最大2.07g/cm3，最小值1.86g/cm3；含水率最大值27.4%，最小值16.9%；干密度最大值1.77g/cm3，最小值1.46g/cm3。通过对比发现，在经过2遍夯击后检测部位强夯处理深度内黄土湿陷性完全消除，且在强夯施工过程中夯坑周围地面未发生过大的隆起。观测记录数据能有效反映夯击效果：第1遍夯击时各夯点最大夯沉量196cm，平均夯沉量为155cm；第2遍夯击时各夯点最大夯沉量145cm，平均夯沉量为114cm。经过2遍夯击后，夯坑的夯沉量大、土体压缩效果明显，达到了预期效果。

 

　　3.1.2重夯及强夯（第3遍）

 

　　重夯设计要求湿陷处理影响深度为3m，强夯第3遍设计要求为满堂布置低能量夯击，主要目的是消除表层黄土的湿陷性及平整场地。鉴于重夯及强夯第3遍夯击能较小、影响深度较浅，且该工程渠基多数为轻微湿陷性或中等湿陷性，加之前2遍夯击完成后经检测黄土状渠基的湿陷性已基本消除等有利条件，项目部借鉴了铁路、建筑基础处理的一些施工经验，采用振动冲击碾冲压方案替代强夯第3遍及重夯低能量满堂夯方案。

 

　　3.2土挤密桩

 

　　为减小振动扰民，在靠近鲍屯、刘河和漫流3个村庄的湿陷性黄土渠段采用冲击能较小的土挤密桩工艺。土桩施工采用成孔与夯填为同一型号的WG3型液压柱式悬臂式夯扩挤密桩机，桩锤锤径0.5m，锤重3.5t，夯锤最大落距14m，锤长5.0m，起升速度0.5m/s。相邻渠段基础处理方式不同时，先进行强夯、重夯处理，再进行土挤密桩施工。

 

　　3.2.1素土挤密桩

 

　　在开始试桩的过程中，经常会有起锤困难现象发生，采取适量加水湿润锤壁后得以缓解。夯填试验首先采取“每次回填厚度为20～30cm，夯锤吊高2.5m，每层夯5击”进行试验，施工时发现夯填过程中地面有明显隆起，且桩孔周边土体开裂。根据试桩反馈的情况，及时对夯填分层层厚、吊高、击次进行了调整。

 

　　3.2.2灰土挤密桩

 

　　由于环境因素的影响，在施工过程中，该区域所在地普降暴雪，暴雪后土桩恢复施工时发现部分桩孔底部出现颈缩、回淤现象。经试验室取样检测出现颈缩、回淤的区域土体含水率较高。为解决此问题，首先得明确针对土挤密桩施工中出现的颈缩、回淤问题进行分析，然后通过在其素土填料中掺加适量石灰搅拌均匀后进行生产性试验。最后，掺入石灰后桩孔的颈缩、回淤现象有明显改善，且施工完成后经取样检测各项指标均满足设计要求，达到了黄土湿陷性消除的目的。

 

　　3.2.3土桩改扩挖换填

 

　　由于在渠段土挤密桩施工过程中出现了很对外界影响因素，未能继续施工，后经参建各方研究将其调整为扩挖换填；167+050—167+270漫流渠段土挤密桩处理区域上方有2条高压线穿越，且净空不满足土桩施工要求，经参建各方研究后，出于安全考虑也调整为扩挖换填。换填深度6.5m，换填范围不小于湿陷性黄土设计处理范围。主要参数：换填区域与非换填区域以1∶3坡比衔接，换填料源选取非膨胀性重粉质壤土，碾压施工参数同总干渠渠堤。换填后经取样检测各项指标均满足设计要求，达到了黄土湿陷性消除的目的。

 

　　结束语

 

　　综上所述，本文所列举的几种湿陷性黄土基础处理方法在最近几年被水利、交通、市政等行业广泛使用，技术相对成熟。现实中设计和施工方案比选的关键是紧密结合自身工程实际建设环境、建设工期、工艺环境、气候条件及湿陷性黄土层厚度、湿陷程度等具体情况来确定科学合理的处理措施，以保证工程施工的安全系数以及施工单位利益最大化。

 

　　参考文献：

 

　　[1]GB50025-2004.湿陷性黄土地区建筑规范[S].2004.

 

　　[2]白俊平，左建，阎涛.湿陷性黄土处理的探讨与研究[J].中国勘察设计.2012(01).

 

　　[3]夏世龙，等.强夯法在湿陷性黄土地基中的应用[J].施工技术.2011(02).

 

　　[4]苏迎社，陈林.挤密桩和CFG桩复合地基在湿陷性黄土地区的应用[J].施工技术.2012(07).